[实用新型]具有三个扭矩台肩的圆柱螺纹接头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种螺纹接头，尤其涉及一种具有三个扭矩台肩的圆柱螺纹接头，属于油井管螺纹连接技术领域。

背景技术

油、套管是开采石油和天然气所必须的石油专用管材，上百根油、套管通过螺纹连接起来，组成一个长达数千米的管柱，管柱需要承受很大的拉伸载荷和内部流体压力，接头部位是最为薄弱的环节，有很多失效事故都是发生在接头连接部位。因此，提高接头部位的连接性能是各个油、套管生产厂家特别关注的技术难题。目前，油、套管采用的接头通常是API接头。这种接头是一种标准接头，按照API（美国石油学会）标准加工制造。该接头具有很多优点，如技术成熟、加工简单等，但是该接头的缺点也很明显，主要缺点之一是抗扭性能差，扭矩完全由锥管螺纹承担；另外，接头应力集中非常严重，在啮合螺纹的两端，应力特别高，中间的啮合螺纹应力却很低，属于典型的马鞍形分布，因此极容易发生粘扣、应力腐蚀。API接头不能满足某些苛刻钻井条件的需求。

经对现有技术文献的检索发现，中国专利公开号为CN 200992958Y，公开日为2007年12月19日，实用新型专利名称为“一种双台肩抗扭接头”，该专利对现有技术进一步改进，提供了一种具有更高抗扭性能的油、套管螺纹接头，同时具有一定的密封性能。该接头设计有两个扭矩台肩，上扣扭矩由螺纹和两个扭矩台肩分担，因此抗扭性能高于API接头。同时，由于设计了专门的金属/金属密封结构，这种接头的密封性能尤其是气密封性能也得到加强。但是这种接头为锥管螺纹接头，没有解决接头的应力集中难题，容易粘扣失效，使用寿命有限。同时，上扣速度较慢，不能满足油田现场快速上卸扣的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种抗扭能力强、密封性能好、应力分布合理、且能够快速上卸的具有三个扭矩台肩的圆柱螺纹接头。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种具有三个扭矩台肩的圆柱螺纹接头，它包括内螺纹件以及外螺纹件，所述内螺纹件的内壁向外端依次加工有内直角台肩、内密封锥面、内螺纹以及内斜台肩，所述内螺纹分为两段，两段内螺纹之间设置有内中间直角台肩，所述外螺纹件相应位置的外壁向外端依次加工有外斜台肩、外螺纹、外密封锥面以及外直角台肩，所述外螺纹分为两段，两段外螺纹之间设置有外中间直角台肩，所述内螺纹件与外螺纹件紧密配合，其中内螺纹件的内直角台肩、内中间直角台肩以及内斜台肩分别与外螺纹件的外直角台肩、外中间直角台肩以及外斜台肩接触，所述内密封锥面以及外密封锥面过盈配合，所述内螺纹以及外螺纹互相啮合。

所述内斜台肩由三段组成：45°的倒角段、斜段以及垂直段，倒角段的水平长度为A，垂直段的高度为B，斜段与垂线的夹角为θ；所述外斜台肩由两段组成：45°的倒角段以及斜段，倒角段的水平长度为A，斜段与垂线的夹角为θ，其中A=0.6～0.8mm，B=0.75mm，θ=30°。

所述内螺纹以及外螺纹均为圆柱直螺纹，螺距是4.234mm，所述内螺纹以及外螺纹的承载面角为β，导向面角为α，所述内螺纹齿高为h1，所述外螺纹齿高为h2，其中β=7～8°，α＝18～20°，h1=h2=1.32～1.35mm。

所述内中间直角台肩的高度为1.2～1.4mm，所述外中间直角台肩的高度为0.3～1.5mm。

所述内密封锥面长度为L1，锥面与水平线的夹角为γ；所述外密封锥面长度为L2，锥面与水平线的夹角为γ；其中γ=13～15°，L2=3.9～4.1mm，L1=L2+1.0mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、接头设置有三个扭矩台肩，内斜台肩（外斜台肩）为主台肩、内中间直角台肩（外中间直角台肩）和内直角台肩（外直角台肩）为辅助台肩，三个台肩共同承担上扣扭矩，接头抗扭性能提高。

2、内、外螺纹均采用圆柱螺纹形式，拧紧后也不过盈，径向应力最大限度地减小，消除了螺纹的应力集中。

3、内、外螺纹由一段变成两段，使螺纹的上扣速度提高了一倍。

因此本实用新型具有抗扭能力强、密封性能好、应力分布合理、且能够快速上卸的优点。

附图说明

图1为本实用新型具有三个扭矩台肩的圆柱螺纹接头的结构示意图。

图2为本实用新型具有三个扭矩台肩的圆柱螺纹接头的内螺纹结构示意图。

图3为本实用新型具有三个扭矩台肩的圆柱螺纹接头的外螺纹结构示意图。

图4为本实用新型具有三个扭矩台肩的圆柱螺纹接头的内斜台肩结构示意图。